工程力学4材料力学的基本概念
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工程力学——课后练习题讲解教师张建平第一章静力学基础课后习题:1. P32习题1-12. P32习题1-23. P33习题1-8图a和b所示分别为正交坐标系Ox解:图():F分力:图与解图,两种情形下受力不同,二者的1-2a解图示压路机的碾子可以在推力或拉力作用下滚过):θ解图第二章力系的简化课后习题:1. P43习题2-12. P43习题2-23. P44习题2-4由作用线处于同一平面内的两个力F和习题图所示一平面力系对A(30),B(0,图示的结构中,各构件的自重都略去不计。
1图2-4解习题)中的梁∑0,F0,1m习题3-3图解:根据习题3-3第三章附加习题课后习题:1. P69习题3-52. P69习题3-63. P70习题3-74. P71习题3-135. P71习题3-143-14 图示为凸轮顶杆机构,在凸轮上作用有力偶,其力偶矩确定下列结构中螺栓的指定截面Ⅰ-Ⅰ上的内力分量,,产生轴向拉伸变形。
,产生剪切变形。
如习题4-2图所示直杆A、C、B在两端A、B处固定,在C解:首先分析知,该问题属于超静定问题,受力图如图所示:试用截面法计算图示杆件各段的轴力,并画轴力图,单解:(a)题题-3一端固定另一端自由的圆轴承受四个外力偶作用,如5-3解:将轴划分为四个截面扭矩平衡方程im m 扭矩平衡方程+m3-3扭矩平衡方程5-5 试写出图中所示各梁的剪力方程、弯矩方程图3建立坐标系并确定两个控制面,如图左侧为研究对象:−=)取根据力平衡方程和弯矩平衡方程得出4ql弯矩方程:1解建立坐标系,并取两个控制面,如图ql ql1Q。
工程力学重点总结—期末考试、考研必备!!第一章静力学的基本概念和公理受力图一、刚体P2刚体:在力的作用下不会发生形变的物体。
力的三要素:大小、方向、作用点。
平衡:物体相对于惯性参考系处于静止或作匀速直线运动。
二、静力学公理1、力的平行四边形法则:作用在物体上同一点的两个力,可以合成为仍作用于改点的一个合力,合力的大小和方向由这两个力为边构成的平行四边形的对角线矢量确定。
2、二力平衡条件:作用在同一刚体上的两个力使刚体保持平衡的必要和充分条件是:这两个力的大小相等、方向相反,并且作用在同一直线上。
3、加减平衡力系原理:作用于刚体的任何一个力系中,加上或减去任意一个平衡力系,并不改变原来力系对刚体的作用。
(1)力的可传性原理:作用在刚体上某点的力可沿其作用线移动到该刚体内的任意一点,而不改变该力对刚体的作用。
(2)三力平衡汇交定理:作用于刚体上三个相互平衡的力,若其中两个力的作用线汇于一点,则此三个力必在同一平面内,且第三个力的作用线通过汇交点。
4、作用与反作用定律:两个物体间相互作用的力,即作用力和反作用力,总是大小相等,方向相反,作用线重合,并分别作用在两个物体上。
5、刚化原理:变形体在某一力系作用下处于平衡状态时,如假想将其刚化为刚体,则其平衡状态保持不变。
三、约束和约束反力1、柔索约束:柔索只能承受拉力,只能阻碍物体沿着柔索伸长的方向运动,故约束反力通过柔索与物体的连接点,方位沿柔索本身,指向背离物体。
2、光滑面约束:约束反力通过接触点,沿接触面在接触点的公法线,并指向物体,即约束反力为压力。
3、光滑圆柱铰链约束:①圆柱、②固定铰链、③向心轴承:通过圆孔中心或轴心,方向不定的力,可正交分解为两个方向、大小不定的力;④辊轴支座:垂直于支撑面,通过圆孔中心,方向不定。
4、链杆约束(二力杆):工程中将仅在两端通过光滑铰链与其他物体连接,中间又不受力作用的直杆或曲杆称为连杆或二力杆,当连杆仅受两铰链的约束力作用而处于平衡时,这两个约束反力必定大小相等、方向相反、沿着两端铰链中心的连线作用,具体指向待定。
静力学部分第1章 工程静力学基础1、平面汇交力系如图所示,已知F 1=kN 3,F 2=1kN ,F 3=3kN ,则该力系的合力R 的大小应为( ) A 、R=(1+43) kN B 、R=kN 3C 、R=(1+23)kND 、R=02、重量为W 的物块放在倾角为θ的粗糙斜面上而处于临界平衡状态。
已知物块与斜面间的静滑动摩擦系数为f ,此时物块受到斜面的摩擦力为( )A 、FwB 、fW sin θC 、fW cos θD 、fW tan θ3、在图示轮子受力图中,Fr m Fr m 3,21==,其中( )图轮子处于平衡状态。
4、如图所示系统只受F 作用而处于平衡。
欲使A 支座约束反力的作用线与AB 成300角,则斜面的倾角α应为( )A 、00B 、300C 、450D 、 6005、平面汇交四个力作出如下图所示力多边形,表示力系平衡的是( ).6、若作用在A 点的两个大小不等的力1F 和2F ,沿同一直线但方向相反。
则其合力可以表示为( )。
A 、12F F -;B 、21F F -;C 、12F F +。
7、重P的均质圆柱放在V型槽里,考虑摩擦柱上作用一力偶,其矩为M时(如图),圆柱处于极限平衡状态。
此时按触点处的法向约束力N A与N B的关系为()。
A、N A = N B;B、N A > N B;C、N A < N B。
8、图示三铰刚架,受水平力P作用,有以下四种说法,其中错的是()。
A、AC为二力平衡杆件B、BC为三力平衡构件C、反力RA和RB的方向都指向CD、RA的方向指向C,RB的方向不确定9、如果力FR 是F1、F2二力的合力,用矢量方程表示为FR=F1+F2,则三力大小之间的关系为( )。
A、必有FR =F1+F2B、不可能有FR=F1+F2C、必有FR >F1,FR>F2D、可能有FR<F1,FR<F210、力对物体的作用效应取决于力的三要素,下列选项中不属于力的三要素的是:(B )A、力的大小B、力的单位C、力的方向D、力的作用点11、刚体受三力作用而处于平衡状态,则此三力的作用线( A )。
工程力学知识点工程力学是一门研究物体机械运动和受力情况的学科,它在工程领域中具有极其重要的地位。
通过对工程力学的学习,我们能够更好地理解和设计各种结构和机械系统,确保其安全性、稳定性和可靠性。
接下来,让我们一起深入了解一些关键的工程力学知识点。
一、静力学静力学主要研究物体在静止状态下的受力情况。
首先是力的基本概念,力是物体之间的相互作用,具有大小、方向和作用点三个要素。
力的合成与分解遵循平行四边形法则,通过这个法则可以将多个力合成为一个合力,或者将一个力分解为多个分力。
平衡力系是静力学中的一个重要概念。
如果一个物体所受的力系能够使物体保持静止,那么这个力系就称为平衡力系。
在平衡力系中,所有力的矢量和为零。
此外,还有约束和约束力的知识。
约束是限制物体运动的条件,而约束力则是约束对物体的作用力。
常见的约束类型有光滑接触面约束、柔索约束、铰链约束等,每种约束产生的约束力都有其特定的规律。
二、材料力学材料力学关注的是材料在受力时的变形和破坏情况。
首先是拉伸与压缩,当杆件受到沿轴线方向的拉力或压力时,会发生伸长或缩短。
通过胡克定律可以计算出杆件的变形量,其应力与应变之间存在线性关系。
剪切与挤压也是常见的受力形式。
在连接件中,如铆钉、螺栓等,会受到剪切力和挤压力的作用。
我们需要计算这些力的大小,以确保连接件的强度足够。
扭转是指杆件受到绕轴线的外力偶作用时发生的变形。
对于圆轴扭转,其切应力分布规律和扭转角的计算是重要内容。
弯曲则是工程中常见的受力情况,梁在受到垂直于轴线的载荷时会发生弯曲变形。
我们需要掌握梁的内力(剪力和弯矩)的计算方法,以及正应力和切应力的分布规律,从而进行梁的强度和刚度设计。
三、运动学运动学研究物体的运动而不考虑其受力情况。
点的运动可以用直角坐标法、自然法等方法来描述。
例如,用直角坐标法可以表示点的位置、速度和加速度。
刚体的运动包括平移、定轴转动和平面运动。
平移时,刚体上各点的运动轨迹相同,速度和加速度也相同;定轴转动时,刚体上各点的角速度和角加速度相同;平面运动可以分解为随基点的平移和绕基点的转动。